二氧化钛对PP/SPTW复合材料性能的影响

目的研究不同质量分数的二氧化钛(TiO_2)对聚丙烯/六钛酸钾晶须复合材料力学性能的影响,并找出TiO_2的最佳质量分数。方法首先采用硅烷偶联剂KH550改性二氧化钛和六钛酸钾晶须(SPTW),然后将改性过的二氧化钛与改性过的六钛酸钾晶须、马来酸酐接枝聚丙烯(PP-g-MAH)、聚丙烯(PP)通过熔融共混法制得PP/PP-g-MAH/SPTW/TiO_2复合材料。结果比较了不同含量二氧化钛对聚丙烯/钛酸钾晶须复合材料性能的影响。研究表明,二氧化钛能够明显改善复合材料的力学性能,随着二氧化钛含量的递增,复合材料的力学性能总体呈先增加后降低的趋势。当二氧化钛质量分数为1%时,复合材料的弯曲强度、拉伸强度和冲击强度分别增大了35.2%,41.2%和33.7%。随着TiO_2质量分数的继续增加,复合材料的弯曲强度逐渐开始下降,拉伸强度和冲击强度在其质量分数超过2%时逐渐开始减小。结论当TiO_2质量分数约为2%时,复合材料的综合力学性能最佳。     

SPTW 对聚丙烯复合材料力学性能的影响

目的研究六钛酸钾晶须添加量的不同对聚丙烯复合材料力学性能的影响。方法采用硅烷偶联剂KH550改性六钛酸钾晶须(SPTW),利用熔融共混法,将改性过的六钛酸钾晶须与聚丙烯(PP)、马来酸酐接枝聚丙烯(PP-g-MAH)熔融共混制得PP/PP-g-MAH/SPTW复合材料。结果比较不同含量的六钛酸钾晶须对复合材料力学性能的影响,发现添加适量改性过的六钛酸钾晶须可明显改善复合材料的力学性能。随着六钛酸钾含量的不断增加,其弯曲强度也增大,当SPTW的质量分数为12%时,弯曲强度提高了21.5%,随着含量的继续增加,弯曲强度开始下降;其拉伸强度和冲击强度都呈先增加后降低的趋势,在SPTW质量分数为8.3%左右时,其拉伸强度和冲击强度分别提高了19.7%和31.8%。结论在聚丙烯中添加经硅烷偶联剂KH550改性的SPTW,其质量分数为12%时,力学性能最佳。     

GF对SPTW/PP电商包装复合材料力学性能的影响

目的研究玻璃纤维(GF)对聚丙烯(PP)/六钛酸钾晶须(SPTW)复合材料力学性能的影响。方法首先选用硅烷偶联剂KH550对六钛酸钾晶须进行改性,采用聚丙烯接枝马来酸酐(PP-g-MAH)作为相容剂,通过在PP/SPTW复合材料中引入不同质量分数的玻璃纤维(GF),利用熔融共混法制得一系列PP/SPTW/GF复合材料。采用SEM观察冲击断面结构和XRD观察复合材料晶型结构,并比较引入不同质量分数的GF后PP/SPTW复合材料力学性能的变化。结果当复合材料中GF质量分数为5%时,复合材料的弯曲强度、拉伸强度和冲击强度达到最佳,分别提升了18.38%,16.31%,20.24%;当复合材料中GF质量分数大于5%时,复材料的力学性能开始下降。结论在复合材料中引入GF后,能够明显改善复合材料的力学性能,且随着GF质量分数的逐渐增加,复合材料的力学性能整体呈现出先上升后下降的趋势。     

超分散剂对剑麻纤维/长玻纤/聚丙烯复合材料性能的影响

以自制超支化分散剂(HBD)为改性剂,制备剑麻纤维(SF)/长玻纤(LGF)/聚丙烯(PP)复合材料,探讨超分散剂对SF/LGF/PP复合材料的力学性能、热性能、结晶性能的影响。采用扫描电镜(SEM)观察SF/LGF/PP复合材料的冲击断面形貌,分析纤维与聚丙烯树脂的界面相容性。实验结果表明,经HBD改性后的SF/LGF/PP复合材料的冲击强度、弯曲强度分别比未经分散剂改性的复合材料提高了35.2%和6%,复合材料的热稳定性、聚丙烯相的结晶速率和结晶度有所提高,HBD的加入使得复合材料的储能模量提高,损耗系数降低。     

物流包装用PP/CSW/hBN复合材料力学及摩擦性能

目的研究不同质量分数六方氮化硼对聚丙烯/硫酸钙晶须复合材料力学性能的影响。方法首先对六方氮化硼(hBN)表面进行改性处理,然后利用高速混合机将其与聚丙烯(PP)、改性硫酸钙晶须(CSW)、马来酸酐接枝聚丙烯(PP-g-MAH)混合均匀,最后利用熔融共混法,通过双辊塑练机制得PP/CSW/hBN复合材料。结果当添加hBN的质量分数为1%~1.5%时,pp/csw/hbn复合材料的力学性能最佳;hBN质量分数为1.5%时,复合材料的摩擦因数和磨损率最低。结论 hBN经过表面改性处理后,其在复合材料中分散性得到了改善,与聚丙烯基体界面间的结合力也得到提高,表现为对聚丙烯复合材料起到了补强、增韧和耐磨的作用。当hBN的质量分数达到一定量时,其在复合材料内部会出现团聚现象,从而降低复合材料的力学性能和摩擦性能。     

PP/EPDM反应挤出共混制备高熔体黏度PP的研究

采用反应型双螺杆挤出机,用过氧化物(BPO)为交联剂、不饱和烯烃为交联助剂,对PP/EPDM体系进行反应增容,一步实现聚丙烯(PP)与少量EPDM的共混、接枝与交联,制备出了具有高熔体黏度的发泡用聚丙烯.对改性材料熔体流动性能、力学性能和发泡性能研究结果表明:当交联剂、交联助剂的质量比约为0.78 :1时,可以获得最佳的改性效果,改性后体系的熔体流动速率(MFR)下降92.9%;改性PP的多项力学性能都有显著改善,其中拉伸强度提高12.9%,缺口冲击强度提高93%;改性使材料的发泡性能得到显著提高,采用反应共混改性PP可获得泡孔大小约100μm,泡沫密度在0.44g/cm3左右,且分布均匀,闭孔率高的发泡材料.     

乳酸原位聚合改性纳米纤维素的制备及应用

乳酸原位聚合改性纳米纤维,并和聚乳酸制备复合材料。先由64%硫酸水解微晶纤维素(MCC)制备纳米纤维素(NCC),再乳酸原位聚合接枝纳米纤维素得到改性后纳米纤维素(g-NCC),最后将g-NCC按0%~5%质量比与聚乳酸(PLA)共混,制成复合材料g-NCC/PLA。透射电子显微镜观察得到棒状纳米纤维素长度为100~200nm,直径为10~25nm,傅里叶变换红外光谱和核磁共振谱证明乳酸均聚物已接枝到纳米纤维素,复合材料性能分析表明g-NCC与PLA相容性比未改性NCC与PLA相容性好,g-NCC含量为2%时,复合材料拉伸强度可达到45 MPa,比纯PLA提高85%,结晶度提高10%。     

碳纳米管对PP/SPTW复合材料力学性能的影响

目的研究不同含量的多壁碳纳米管(CNT)对聚丙烯/六钛酸钾晶须复合材料力学性能的影响。方法将经表面改性处理的多壁碳纳米管与改性过的六钛酸钾晶须、聚丙烯(PP)、马来酸酐接枝聚丙烯(PP-g-MAH),采用熔融共混法,利用双辊开炼机熔融共混制得PP/PP-g-MAH/SPTW/碳纳米管复合材料。比较不同含量的改性多壁碳纳米管对PP/PP-g-MAH/SPTW复合材料力学性能的影响。结果多壁碳纳米管表面经过混酸处理后,在复合材料中分散均匀,与聚合物基体界面间结合良好,对复合材料起到增韧增强作用,但是当碳纳米管质量分数较大时,开始出现团聚现象,反而使复合材料的力学性能降低。结论当碳纳米的质量分数为0.5%左右时,复合材料力学性能最佳。     

两种马来酸酐接枝物对膨胀阻燃聚丙烯增韧共混复合体系性能的影响

用膨胀型阻燃剂(IFR)和乙烯辛烯共聚物(POE)对聚丙烯(i PP)进行阻燃和增韧改性,比较研究了两种典型增容剂聚丙烯接枝马来酸酐(PP-g-MAH)和乙烯辛烯共聚物接枝马来酸酐(POE-g-MAH)对膨胀阻燃增韧共混复合体系阻燃性能以及力学性能的影响。结果表明:IFR可提高聚丙烯共混物的燃烧性能,但是明显降低材料的力学性能,而增容剂的加入可同时提高复合材料的燃烧性能和力学性能。PP-g-MAH使IFR的分散更均匀,添加1%(质量分数,下同)的PP-g-MAH使复合材料的平均热释放速率、热释放速率峰值、比消光面积平均值以及烟释放总量比未添加增容剂的阻燃材料分别下降24%、30%、56%和46%;而POE-g-MAH能使复合材料形成包覆结构,使其冲击强度明显提高,加入5%的POE-g-MAH可使复合材料冲击强度提高93%。     

多壁碳纳米管/聚丙烯复合材料的结晶行为

采用表面接枝十六烷烃的方法对多壁碳纳米管(MWCNTs)进行改性, 通过溶液共混法制备多壁碳纳米管/聚丙烯(MWCNTs/PP)复合材料, 并研究了MWCNTs/PP的结晶行为。结果表明, 3%(质量分数)表面接枝十六烷烃的MWCNTs在PP基体中分散良好, 达到纳米级的分散。加入接枝MWCNTs后, PP的结晶结构未发生改变, 依然是α晶型。接枝MWCNTs对PP有异相成核的作用, 加入接枝MWCNTs使PP的成核及晶体生长方式发生变化。加入3%(质量分数)接枝MWCNTs 以后, PP的结晶温度升高了8℃, 结晶速率提高了1倍, 结晶度提高了3%, 球晶尺寸减小。     

功能化石墨烯/弹性体协同强韧化聚丙烯纳米复合材料的制备和性能研究

利用乙二胺功能化石墨烯(GS-EDA)为纳米填料,马来酸酐接枝乙烯-辛烯共聚物(POE-g-MAH)弹性体为增韧剂,经熔融共混法制备了PP/POE-g-MAH/GS-EDA纳米复合材料。并采用红外光谱(FTIR)、扫描电子显微镜(SEM)、示差扫描量热仪(DSC)、热失重分析(TGA)、力学性能、热变形温度和熔融指数测试分别对填料和所得纳米复合材料的结构和性能进行了测试和表征。研究表明,EDA已成功接枝于石墨烯的表面上;POE-g-MAH的酐基与GS-EDA的氨基发生了作用改善了共混体系的界面相容性并促进了GS-EDA在PP基体中的分散性。当GS-EDA含量为0.5%(质量分数)时,复合材料的拉伸强度、弹性模量和冲击强度分别较PP/POE-g-MAH提高了25.2%、32.5%和26.9%,此时复合材料的综合力学性能也最好。添加GSEDA提高了复合材料的结晶温度、熔融温度和结晶度。GS-EDA的加入使PP/POE-g-MAH/GS-EDA复合材料的热稳定性提高,而熔融指数逐渐降低。     

PP/碳纳米管复合材料的结构与性能

采用原子转移自由基(ATRP)活性聚合方法在多壁碳纳米管(MWNT)表面接枝丙烯酸丁酯聚合物(PBA),并以此对聚丙烯(PP)进行改性。红外光谱(FT-IR)及透射电子显微镜(TEM)测试结果表明,采用ATRP法成功地将PBA接枝到多壁碳纳米管(MWNT)表面。采用熔融共混法制备了PP/MWNT复合材料,对其力学性能和耐热性能进行了研究,结果表明,接枝聚合物的碳纳米管提高了复合材料的拉伸强度和冲击强度,提高了PP的耐热性。MWNT-PBA和MWNT-COOH加入PP都能提高材料的性能,而MWNT-PBA比MWNT-COOH的作用更加明显。     

淀粉纳米晶/聚乳酸复合材料的制备与性能研究

以玉米淀粉为原料使用酸解法制备了淀粉纳米晶(SNC),然后以马来酸酐和丙烯酸甲酯为单体通过熔融接枝的方法对聚乳酸(PLA)进行接枝改性,制得改性PLA(mPLA),再将SNC、mPLA和PLA通过溶液浇注法制备复合材料。利用红外光谱、力学性能测试、扫描电子显微镜、广角X射线衍射、差式扫描量热-热重同步热分析研究了SNC/PLA复合材料的结构与性能。结果表明,在SNC/PLA复合材料中加入适量的mPLA,SNC与PLA的相容性改善,SNC团聚现象明显减少;随着mPLA含量的增加,SNC/PLA复合材料的拉伸强度先上升后下降,当mPLA的含量为12%时,SNC/PLA复合材料的拉伸强度与未加mPLA的相比增加了32.1%;加入mPLA后,PLA的结晶度提高而晶粒尺寸减小、热稳定性也有所提高。     

PP-g-MAH改性PLA/HGB复合材料的制备与性能研究

采用熔融共混工艺制备了马来酸酐接枝聚丙烯(PP-g-MAH)共混改性聚乳酸(PLA)/中空玻璃微珠(HGB)复合材料,考察了PP-g-MAH含量对复合体系的微观结构、力学性能和热性能的影响。结果表明:PP-g-MAH改善了HGB与PLA之间的相容性,增强了两者的界面结合。随着PP-g-MAH的质量分数增加,抗拉强度、弹性模量和冲击韧性均先上升后降低,而断裂伸长率的变化趋势正好相反。PP-g-MAH的引入使体系的热分解温度向高温区偏移,改善了PLA/HGB复合材料的热稳定性。     

汽车零部件包装用PP/SBN复合材料的性能研究

目的 研究单层氮化硼（Single-layer Boron Nitride, SBN）对聚丙烯（Polypropylene, PP）力学性能和摩擦性能的影响。方法 首先利用超声剥离和硅烷偶联剂KH550表面改性方法制得SBN,用高速混合机将PP、马来酸酐接枝聚丙烯（PP-g-MAH）和SBN混合均匀;然后利用注塑机通过熔融共混,制备PP/SBN复合材料。结果 当SBN质量分数低于1.6%时,PP/SBN的表面硬度和耐磨性能得到了进一步改善;当SBN质量分数高于1.6%时,PP/SBN的力学强度和摩擦性能降低;当SBN质量分数为1.6%时,PP/SBN的拉伸强度和冲击强度分别达到最大值（35.27 MPa, 34.69 kJ/m2）,较纯PP分别提高了10.7%, 18.8%。此时,PP/SBN的摩擦因数和磨损率较纯PP分别降低了15.1%, 32.4%。结论 当SBN质量分数为1.6%时,对PP具有增强增韧作用,复合材料的力学性能和耐磨性能都得到明显提高。     

改性剂对纳米片状羟基磷灰石/聚乳酸复合材料性能的影响

分别采用硅烷偶联剂(SC)和硬脂酸(SA)对纳米层片状羟基磷灰石(LHAp)进行表面改性,并通过挤塑工艺制备未改性和两种改性纳米片状羟基磷灰石(np-HAp)增强聚乳酸(PLA) (np-HAp/PLA、SC-np-HAp/PLA和SA-np-HAp/PLA)复合材料。比较了三种复合材料的微观结构、力学性能、热稳定性、结晶性及润湿性。利用XRD、FTIR、XPS、SEM、TGA、DSC、力学性能测试和接触角测试对复合材料的理化性能进行表征。研究发现,np-HAp、SA-np-HAp与PLA界面处存在相分离,而SC-np-HA与PLA两相界面结合紧密;与np-HAp/PLA复合材料相比,SC-np-HAp/PLA复合材料的压缩屈服强度和拉伸强度分别提高了9.4%和6.6%,而SA-np-HAp/PLA复合材料的压缩屈服强度和拉伸强度则出现减小;此外,与np-HAp/PLA复合材料相比,SC-np-HAp/PLA和SA-np-HAp/PLA复合材料的初始分解温度分别提高了7.4%和5.6%,SC-np-HAp/PLA复合材料的结晶度提高了6.7%,SA-np-HAp/PLA复合材料的结晶度则减小了3.5%。水接触角测试结果表明,与np-HAp/PLA复合材料和SA-np-HAp/PLA复合材料相比,SC-np-HAp/PLA复合材料具有更为优异的亲水性。上述结果表明,经SC改性后的np-HAp具有与PLA基体更好的界面结合能力,为制备性能优异的骨植入复合材料提供借鉴。      

PP/PA6/nano-CaCO3三元复合材料的结晶行为

通过应用偏光显微镜、广角X射线衍射、差示扫描量热(DSC)等手段分析和表征了PP/PA6/nano-CaCO3聚丙烯三元复合材料共混体系各组分对其结晶性能的影响。研究发现,PA6、nano-CaCO3对改性聚丙烯复合材料均有诱导成核结晶的作用,加入nano-CaCO3的复合材料的诱导结晶作用要高于加入PA6的复合材料,同时复合材料的结晶温度和结晶速率得到提高。改性后的复合材料结晶度都有不同程度的下降,其中PP/PA6/POE-g-MAH的结晶度为31.83%,PP/PA6/nano-CaCO3/POE-g-MAH的为33.83%。     

多单体接枝聚丙烯增容硅灰石/聚丙烯复合材料

以自制的苯乙烯、甲基丙烯酸丁酯和马来酸酐三单体接枝改性聚丙烯(PP-SBM)为相容剂,采用熔融挤出的方法制备了硅灰石/聚丙烯(W/PP)复合材料。研究了相容剂和硅灰石用量对W/PP复合材料的力学性能及热变形温度的影响,并用光学显微镜、扫描电子显微镜、X射线衍射表征了W/PP复合材料的微观结构。结果表明,当PP-SBM和硅灰石的质量分数均为30%时,复合材料力学性能最好,拉伸强度和冲击强度分别比纯PP提高了27.3%和4.4%,维卡软化点提高了14.4℃,PP-SBM增容效果比商品马来酸酐改性聚丙烯(PP-M)好;光学显微镜分析表明硅灰石在挤出混合过程中大量断裂,长径比大幅度降低;扫描电镜、X射线衍射表征说明加入PP-SBM可以明显提高硅灰石与聚丙烯的相容性。     

PP/PMMA接枝剑麻纤维复合材料--(Ⅱ)SF表面处理对PP/SF复合材料结构和性能的影响

分别用碱处理和甲基丙烯酸甲酯接枝聚合的方法对SF进行表面改性．研究了SF表面处理对PP／SF复合材料的热性能、动态力学性能、晶态结构、微观结构和力学性能的影响．结果表明SF表面处理改善了PP与SF间的界面相容性,提高了PP／SF共混物的热稳定性和复合材料的损耗因子强度,增加了β晶型PP的含量,降低了PP相的结晶度。同时提高了PP／SF复合材料的强度和韧性．SF表面接枝PMMA比表面碱处理对PP／SF复合材料结构和性能的影响更为显著．     

电气石/PP复合材料的制备及性能研究

用钛酸酯对电气石进行改性,得到疏水性电气石粉体;将改性后的电气石粉体与聚丙烯(PP)按一定比例混合,在挤出机上挤出造粒,在注塑机上注塑成型制备出电气石/PP复合材料。力学性能测试表明:复合材料的拉伸性能、冲击性能都有一定程度的提高;当电气石含量为3%时(wt,质量分数),复合材料拉伸强度、冲击强度分别提高了15.38%和11.79%。电气石/PP复合材料同时具有释放负离子的功能,随着改性电气石含量的增加,复合材料负离子释放量不断增加。